JPH03195047A - 半導体素子収納容器 - Google Patents
半導体素子収納容器Info
- Publication number
- JPH03195047A JPH03195047A JP1332699A JP33269989A JPH03195047A JP H03195047 A JPH03195047 A JP H03195047A JP 1332699 A JP1332699 A JP 1332699A JP 33269989 A JP33269989 A JP 33269989A JP H03195047 A JPH03195047 A JP H03195047A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon nitride
- semiconductor
- container
- constituted
- thermal expansion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/884—Die-attach connectors and bond wires
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体素子を収納して、外界より半導体素子を
保護する容器に関する。
保護する容器に関する。
〔従来の技術〕 〔発明が解決しようとする課題〕近年
電子部品の高密度化、高速化、低コスト化に伴い、パン
ケージ材料はより低誘電率で、熱伝導性に優れ、搭載さ
れる半導体素子に近い熱膨張率を有し、機械的強度が高
くかつ低コストで製造出来る材料が要求されている。こ
れに対し一般に用いられている材料はアルミナ焼結体で
あるため半導体素子との熱膨張率の差が大きく素子に割
れが発生するという問題があった。またアルミナに代え
て窒化アルミニウムとするときは、熱伝導率は高いがそ
の色が白色または透光性の白色を呈し、パンケージに応
用した場合紫外線の透過によってＩＣメモリーに悪影響
を及ぼすものであった。また更にラインセンサーのよう
な光学的機能部品には黒色材料が要求されていたが、現
在までこの要求に答えた製品は生まれていない。
電子部品の高密度化、高速化、低コスト化に伴い、パン
ケージ材料はより低誘電率で、熱伝導性に優れ、搭載さ
れる半導体素子に近い熱膨張率を有し、機械的強度が高
くかつ低コストで製造出来る材料が要求されている。こ
れに対し一般に用いられている材料はアルミナ焼結体で
あるため半導体素子との熱膨張率の差が大きく素子に割
れが発生するという問題があった。またアルミナに代え
て窒化アルミニウムとするときは、熱伝導率は高いがそ
の色が白色または透光性の白色を呈し、パンケージに応
用した場合紫外線の透過によってＩＣメモリーに悪影響
を及ぼすものであった。また更にラインセンサーのよう
な光学的機能部品には黒色材料が要求されていたが、現
在までこの要求に答えた製品は生まれていない。
本発明はこの問題点を解決することを目的とするもので
ある。
ある。
本発明は窒化珪素焼結体が灰色であり、熱膨張率が半導
体素子に近く、耐熱性もあり、機械的強度も大きいこと
に着目して、鋭意検討の結果なされたもので、鉄（Ｆｅ
）を０．２〜１．５重量％を含有する窒化珪素（Ｓｉ３
Ｎｎ）焼結体よりなる容器が前記の要件を満足するもの
であることを見出した。
体素子に近く、耐熱性もあり、機械的強度も大きいこと
に着目して、鋭意検討の結果なされたもので、鉄（Ｆｅ
）を０．２〜１．５重量％を含有する窒化珪素（Ｓｉ３
Ｎｎ）焼結体よりなる容器が前記の要件を満足するもの
であることを見出した。
本発明では窒化珪素を主成分とする焼結体で容器を構成
しているので、その焼成法には無関係にシリコンに近い
熱膨張率を有し、機械的強度に優れた上、遮光性に優れ
た特性を有している。
しているので、その焼成法には無関係にシリコンに近い
熱膨張率を有し、機械的強度に優れた上、遮光性に優れ
た特性を有している。
この窒化珪素の遮光性を向上させるには、Ｆｅを０．２
〜１．５重量％を含有することが肝要である。
〜１．５重量％を含有することが肝要である。
但し、Ｆｅの含有量が０．２％未満ではその作用に乏し
く、１．５重量％を超えた場合は絶縁性の低下が大き過
ぎて適当でないからである。
く、１．５重量％を超えた場合は絶縁性の低下が大き過
ぎて適当でないからである。
本発明の実施に際して、ＡｌｚＯｉ 、Ｙ２Ｏ２が同時
に添加されていても、焼結体の遮光性とは無関係である
。
に添加されていても、焼結体の遮光性とは無関係である
。
なお、焼結体には窒化珪素以外の他のセラミックスの粉
末等を混合することも可能であるが、この焼結体中の窒
化珪素の量は７５重量％以上含有するようにすることに
より、機械的強度、Ｓｉに近い熱膨張性を維持すること
が可能である。
末等を混合することも可能であるが、この焼結体中の窒
化珪素の量は７５重量％以上含有するようにすることに
より、機械的強度、Ｓｉに近い熱膨張性を維持すること
が可能である。
〔実施例〕
実施例１〜９および比較例１〜２：
平均粒径０．７μｍのＳｉ３Ｎ４とＡｌ２Ｏ２、Ｙ２Ｏ
３粉末およびＦｅ （メトキシドの形で）を表１の配合
比とし、これにエチルアルコールを加えてアルミナ製ト
ロンメル中で湿式混合し、例えばエチルセルロースの如
き粉末成形用有機バインダーを添加した後エチルアルコ
ールを揮散させ、セラミック粉末を調整した。
３粉末およびＦｅ （メトキシドの形で）を表１の配合
比とし、これにエチルアルコールを加えてアルミナ製ト
ロンメル中で湿式混合し、例えばエチルセルロースの如
き粉末成形用有機バインダーを添加した後エチルアルコ
ールを揮散させ、セラミック粉末を調整した。
次に上記により調整された粉末を室温で約１５００ ｋ
ｇ／ ｃｔＭで加圧で成形した後脱脂した。
ｇ／ ｃｔＭで加圧で成形した後脱脂した。
次にこれを常圧焼成、ホットプレスまたはガス圧焼成し
た。配合比、焼成条件は表１に示すとおりである。実施
例に示した焼結体はすべて緻密で、かつ遮光性に優れた
きれいな黒色を呈していた。
た。配合比、焼成条件は表１に示すとおりである。実施
例に示した焼結体はすべて緻密で、かつ遮光性に優れた
きれいな黒色を呈していた。
密度、熱膨張率、抗折強度、電気抵抗を測定したが満足
すべきものであった。これに対し比較例のものについて
は比較例１では色は灰色であったが、比較例２では黒色
であった。しかし密度、熱膨張率、抗折強度、電気抵抗
はいずれも満足すべきものではなかった。これら実施例
および比較例は総合して表１に示しである。
すべきものであった。これに対し比較例のものについて
は比較例１では色は灰色であったが、比較例２では黒色
であった。しかし密度、熱膨張率、抗折強度、電気抵抗
はいずれも満足すべきものではなかった。これら実施例
および比較例は総合して表１に示しである。
次に上記の方法により得た各実施例および比較例の窒化
珪素焼結体を用いてパンケージを作成した。その工程は
以下のとおりである。
珪素焼結体を用いてパンケージを作成した。その工程は
以下のとおりである。
第１図（ａ）〜（ｆ）はセラミックパッケージの製造工
程を示す断面図である。
程を示す断面図である。
図において先ず窒化珪素粉末を第１図（ａ）の１１ａに
示す形に中央に窪みを持たせて加圧成形した後、タング
ステンまたはモリブデンの如き高融点金属による導体ペ
ースト１２ａをその窪みの部分の上に印刷する。次にこ
れを窒素雰囲気中６００℃で３時間脱脂後、常圧焼成、
ホットプレス焼成またはガス圧焼成をして第１図（ｂ）
に示すように、焼成された導体ペースト（導電部）１２
ｂを有する窒化珪素焼結体（基板）１１ｂを得た。これ
が半導体素子収納容器を構成するものである。ついで第
１図（Ｃ）に示すように窒化珪素焼結体（基板）ｌｌｂ
の上面の接合面に接着層としてのガラス層１３を被着し
た。ここで接着用ガラス層としてはＰｂＯ・８□０３系
の低熱膨張ガラスを用いた。ついで第１図（ｄ）に示す
如（ガラス層１３の上にリードフレーム１４を配置し加
熱により、ガラスを溶融せしめ接合した。その後第１図
（ｅ）に示す如く前記導電部１２ｂ上に半導体チップ１
５を実装し、続いてチップ１５とリードフレーム１４と
の接続をボンディングワイヤ１６にて行った。なお、こ
の状態における平面図を第２図に示す。ついで第１図（
ｆ）に示す如くガラス層１７を下面の接合面に被着した
窒化珪素からなるセラミックキャンプ１８を上記基板の
ガラス層１３と接するように配置し、この状態で基板１
１ｂおよびセラミックキャップ１８を自重圧接し、ガラ
ス層１３．１７をリードフレームを挟んで焼成融着する
ことにより、基板１１ｂとセラミックキャンプ１８との
接着を行った。
示す形に中央に窪みを持たせて加圧成形した後、タング
ステンまたはモリブデンの如き高融点金属による導体ペ
ースト１２ａをその窪みの部分の上に印刷する。次にこ
れを窒素雰囲気中６００℃で３時間脱脂後、常圧焼成、
ホットプレス焼成またはガス圧焼成をして第１図（ｂ）
に示すように、焼成された導体ペースト（導電部）１２
ｂを有する窒化珪素焼結体（基板）１１ｂを得た。これ
が半導体素子収納容器を構成するものである。ついで第
１図（Ｃ）に示すように窒化珪素焼結体（基板）ｌｌｂ
の上面の接合面に接着層としてのガラス層１３を被着し
た。ここで接着用ガラス層としてはＰｂＯ・８□０３系
の低熱膨張ガラスを用いた。ついで第１図（ｄ）に示す
如（ガラス層１３の上にリードフレーム１４を配置し加
熱により、ガラスを溶融せしめ接合した。その後第１図
（ｅ）に示す如く前記導電部１２ｂ上に半導体チップ１
５を実装し、続いてチップ１５とリードフレーム１４と
の接続をボンディングワイヤ１６にて行った。なお、こ
の状態における平面図を第２図に示す。ついで第１図（
ｆ）に示す如くガラス層１７を下面の接合面に被着した
窒化珪素からなるセラミックキャンプ１８を上記基板の
ガラス層１３と接するように配置し、この状態で基板１
１ｂおよびセラミックキャップ１８を自重圧接し、ガラ
ス層１３．１７をリードフレームを挟んで焼成融着する
ことにより、基板１１ｂとセラミックキャンプ１８との
接着を行った。
かくして形成されたセラミックパッケージについて下記
の表に示すＭＩＬ規格（Ｍ Ｉ Ｌ ８８３Ｃ）の試
験条件に従い熱衝撃温度サイクル試験を行った後電気絶
縁性および気密性を評価したところ実施例の９種類とも
良好な電気絶縁性を示し、気密性もリーク１００−８ａ
ｔ −ｃｃ／ｓｅｃ以下で良好であった。
の表に示すＭＩＬ規格（Ｍ Ｉ Ｌ ８８３Ｃ）の試
験条件に従い熱衝撃温度サイクル試験を行った後電気絶
縁性および気密性を評価したところ実施例の９種類とも
良好な電気絶縁性を示し、気密性もリーク１００−８ａ
ｔ −ｃｃ／ｓｅｃ以下で良好であった。
熱衝撃試験：ＭＩＬｌｏｌｌ、コンデイション０゜１０
０サイクル 温度サイクル：ＭＩＬｌｏｌｏ、コンデイションＣ，５
００サイクル 〔発明の効果〕 本発明によれば、Ｆｅ成分を０．２〜１．５重量％含有
する窒化珪素焼結体により半導体容器が形成されるので
、優れた遮光性を有するとともに充分な電気絶縁性を有
し、かつ密度が大で熱膨張率が半導体素子に近いので、
素子に割れが発生せず、抗折強度にも優れたパッケージ
を提供することができる。
０サイクル 温度サイクル：ＭＩＬｌｏｌｏ、コンデイションＣ，５
００サイクル 〔発明の効果〕 本発明によれば、Ｆｅ成分を０．２〜１．５重量％含有
する窒化珪素焼結体により半導体容器が形成されるので
、優れた遮光性を有するとともに充分な電気絶縁性を有
し、かつ密度が大で熱膨張率が半導体素子に近いので、
素子に割れが発生せず、抗折強度にも優れたパッケージ
を提供することができる。
第１図は本発明にかかるセラミックパッケージの製造工
程を示す断面図、第２図は半導体チップを実装した状態
の平面図である。 １１ｂ＝基板、１２ｂ：導電部 第１図
程を示す断面図、第２図は半導体チップを実装した状態
の平面図である。 １１ｂ＝基板、１２ｂ：導電部 第１図
Claims (1)
- 鉄（Ｆｅ）を０．２〜１．５重量％を含有する窒化珪素
（Ｓｉ＿３Ｎ＿４）焼結体よりなることを特徴とする半
導体素子収納容器
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1332699A JPH0812889B2 (ja) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | 半導体素子収納容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1332699A JPH0812889B2 (ja) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | 半導体素子収納容器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03195047A true JPH03195047A (ja) | 1991-08-26 |
| JPH0812889B2 JPH0812889B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=18257891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1332699A Expired - Lifetime JPH0812889B2 (ja) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | 半導体素子収納容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0812889B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5399536A (en) * | 1990-11-07 | 1995-03-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silicon nitride sintered body |
-
1989
- 1989-12-25 JP JP1332699A patent/JPH0812889B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5399536A (en) * | 1990-11-07 | 1995-03-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silicon nitride sintered body |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0812889B2 (ja) | 1996-02-07 |
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